Схемы подключения люминесцентных ламп без дросселя и стартера. Подключение люминесцентных ламп без дросселя и стартера Подключение лампы дневного света без стартера

Главная / Все материалы

Ртутная дуговая лампа высокого давления, является одно из разновидностей электрической лампы. Она широко используется, чтобы осветить крупные объекты, например, заводы, фабрики, складские помещения и даже улицы. Она обладает высокой отдачей света, но при этом не имеет высокой степени качества и светопередача довольно низкая.

Такие устройства обладают очень широким спектром мощности, от пятидесяти до двух тысяч ват, и работают от стандартной сети в 220 вольт, при частоте пятьдесят герц.

Устройство и принцип работы

Работа осуществляется благодаря пуско-регулирующему устройству, состоящему из индуктивного дросселя.

Схема устройства лампы ДРЛ

Состоит такое устройство из трёх основных компонентов:

Цоколь – является основанием и подключается к сети.
Кварцевая горелка – центральный механизм прибора.
Стеклянная колба – основная защитная оболочка из стекла.

Принцип работы такого устройства очень простой, к лампе подходит напряжение от сети. Ток, доходит к промежутку между одной и второй пар электродов, которые размещены на разных концах лампы. Благодаря небольшому расстоянию, газы легко ионизуются. После ионизации в промежутках между дополнительными электродами, ток поступает на основные, после чего лампа начинает светиться.

Различные виды

Максимально лампа разгорается примерно через семь-десять минут. Это обусловлено тем, что ртуть, которая излучает свет при зажигании, находится сгустком или налётом на стенках колбы и ей необходимо время разогреться. Период полного включения увеличивается спустя некоторое время при эксплуатации.

Классифицируют дрл ламы по форме цоколя, мощности, принципу установки. Очень часто их изготовляют с разного материала, что также может являться классификацией устройств. Существуют разновидности с добавкой особых паров в конструкцию, например, такие как натриевые лампы, металлогалогенные и ксеноновые.

Существует разновидность с дополнительным излучением красного спектра света. Они называются дуговыми ртутно-вольфрамовыми. Их внешний вид абсолютно не отличается от стандартного устройства дрл 250, но в своей конструкции они имеют специальную накаливающуюся спираль, которая и добавляет красный спектр к световому потоку.

Схема подключения через дроссель

Чтобы лампа дрл работала исправно необходима правильная схема подключения данного устройства. Благодаря грамотной установке зажечь такую ламу не составит никаких проблем, и она будет работать всегда качественно и без сбоев.

К тому же неправильное подключение повышает риск, что устройство испортится и перегорит раньше времени или вообще, при первом включении.

Схема подключения довольно простая и представляет собой цепь последовательно соединённого дросселя и самого устройства ДРЛ 250. Подключение производится к сети 220 вольт и работает при стандартной частоте. По этому их без труда можно установить в домашнюю сеть. Дроссель работает стабилизатором и корректировщиком работы. Благодаря ему источник света не мигает, работает непрерывно и при нестабильном входящем напряжении световой поток остаётся неизменным.

Подключение ДРЛ через дросель

Бездроссельное подключение невозможно, так как лампа сразу сгорит. Для пуска, схема должна питаться довольно большим напряжением, которое иногда достигает отметки эквивалентной двум-трём входящим напряжениям.

Как ранее говорилось, загорается устройство дрл не сразу. В редких случаях полный разогрев и начало работы в полную мощность может быть спустя пятнадцать минут.

Проверяем работоспособность

Если после подключения ваша лампа не хочет работать либо работает неправильно, следует её проверить и провести тестирование и убедиться в её исправности. Для этого вам поможет специальный тестер или омметр.

С их помощью необходимо проверить все витки обмотки на разрыв или короткое замыкание между соседними витками. Если схема имеет разрыв, тогда сопротивление будет бесконечно большим и прибор покажет ненормальное значение. В таком случае необходимо полностью заменять обмотку.

Если же разрыва нету, но присутствует потеря изоляции из-за чего проходит короткое замыкание, сопротивление будет незначительно повышаться. Если небольшое количество витков взаимодействуют между собой, тогда повышение будет незначительным.

Если же замыкание происходит в обмотке дросселя, тогда повышения сопротивления практически не будет и на работу устройства это никак не повлияет. Проверив всю обмотку омметром, или тестером и не выявим никаких проблем, необходимо искать проблему в самой лампочке или в системе подачи электроэнергии.

Запускаем лампу без дросселя

Если вы хотите использовать модель дрл 250 как обычно устройство без применения стандартного дросселя, её можно подключить по специальной технологии.

Самым простым вариантом подключения, является покупка специальной дрл 250, которая может работать без дросселя. Она оснащена специальной спиралью, которая работает как стабилизатор и дополнительно разбавляет излучаемый свет.

Одним из вариантов не использовать дроссель, является подключение в схему обычной лампы накаливания. Она должна обладать той же мощность что и дрл, чтобы выдавать необходимое сопротивление и подавать напряжение на источник света дрл 250.

Ещё одним вариантом убрать дроссель из конструкции, является установка конденсатора или группы конденсаторов. Но в таком случае необходимо точно рассчитать выдаваемый ими ток. Он должен полностью соответствовать необходимому напряжению для работы.

Так называемые лампы «дневного света» (ЛДС) безусловно более экономичны, чем обычные лампы накаливания, к тому же они намного долговечнее. Но, к сожалению, у них та же «ахиллесова пята» - нити накала. Именно подогревные спирали чаще всего отказывают при эксплуатации - попросту перегорают. И лампу приходится выбрасывать, неизбежно загрязняя окружающую среду вредной ртутью. Но далеко не все знают, что такие лампы вполне еще пригодны для дальнейшей работы.

Чтобы ЛДС, у которой перегорела всего лишь одна нить накала, продолжала работать, достаточно просто перемкнуть те штырьковые выводы лампы, которые соединяются с перегоревшей нитью. Выявить, которая нить сгорела, а которая цела, легко обычным омметром или тестером: перегоревшая нить покажет по омметру бесконечно большое сопротивление, если же нить цела, сопротивление будет близко к нулевому. Чтобы не возиться с пайкой, на штырьки, идущие от перегоревшей нити, нанизывают несколько слоев фольгированной (от чайной обертки, молочного пакета или сигаретной упаковки) бумаги, а после аккуратно подрезают ножницами весь «слоеный пирог» по диаметру цоколя лампы. Тогда схема подключения ЛДС получится такая, как показано на рис. 1. Здесь люминесцентная лампа EL1 имеет только одну (левую по схеме) целую нить, вторая же (правая) замкнута накоротко нашей импровизированной перемычкой. Другие же элементы арматуры люминесцентного светильника - такие, как дроссель L1, неоновый, (с биметаллическими контактам) стартер ЕК1, а также помехоподавляющий конденсатор СЗ (с номинальным напряжением не менее 400 В), могут оставаться прежними. Правда, время зажигания ЛДС при такой доработанной схеме может возрасти до 2...3 секунд.

Простая схема включения ЛДС с одной перегоревшей нитью накала

Работает лампа в такой ситуации так. Как только на нее подано сетевое напряжение 220 В, неоновая лампа стартера ЕК1 загорается, из-за чего ее биметаллические контакты нагреваются, в результате чего они в конце концов замыкают цепь, подключая дроссель L1 - через целую нить накала к сети. Теперь эта оставшаяся нить подогревает пары ртути, находящиеся в стеклянной колбе ЛДС. Но вскоре биметаллические контакты лампы остывают (из-за погасания «неонки») настолько, что они размыкаются. Благодаря этому на дросселе формируется высоковольтный импульс (вследствие ЭДС самоиндукции этой катушки индуктивности). Именно он способен «поджечь» лампу, иными словами ионизировать пары ртути. Ионизированный газ как раз и вызывает свечение порошкового люминофора, которым колба покрыта изнутри по всей длине.
А как быть, если в ЛДС перегорели обе нити накала? Разумеется, допустимо перемкнуть и вторую нить, Однако способность к ионизации у лампы без принудительного подогрева существенно ниже, а потому и высоковольтный импульс здесь потребуется большей амплитуды (до 1000 В и более).
Чтобы снизить напряжение «поджига» плазмы, можно организовать снаружи стеклянной колбы вспомогательные электроды, как бы в дополнение к двум имеющимся. Они могут представлять собой кольцевой поясок, приклеенный к колбе клеем БФ-2, К-88, «Момент» и т.п. Поясок шириной около 50 мм вырезают из медной фольги. К нему припаивают припоем ПОС тонкий проводок, электрически соединенный с электродом противоположного конца трубки ЛДС. Естественно, сверху токопроводящий поясок закрывают несколькими слоями ПВХ-изоленты, «скотча» или медицинского лейкопластыря. Схема такой доработки приведена на рис. 2. Интересно, что здесь (как и в обычном случае, т. е. с целыми нитями накала) использовать стартер вовсе не обязательно. Так, замыкающая (нормально разомкнутая) кнопка SB1 применяется для включения лампы EL1, а размыкающая (нормально замкнутая) кнопка SB2 - для выключения ЛДС. Обе они могут быть типа КЗ, КПЗ, КН, миниатюрными МПК1-1 или КМ1-1 и т.п.

Схема включения ЛДС с дополнительными электродами

Чтобы не утруждать себя наматыванием токопроводящих поясков, которые и выгладят внешне не очень-то симпатично, соберите учетверитель напряжения (рис. 3). Он позволит вам раз и навсегда забыть о проблеме перегорания ненадежных нитей накала.

Простая схема включения ЛДС с двумя перегоревшими нитями накала посредством учетверителя напряжения

Учетверитель содержит два обычных выпрямителя с удвоением напряжения. Так, например, первый из них собран на конденсаторах С1, С4 и диодах VD1, VD3. Благодаря действию этого выпрямителя на конденсаторе СЗ формируется постоянное напряжение около 560В (так как 2,55*220 В=560 В). На конденсаторе С4 возникает напряжение той же величины, поэтому на обоих конденсаторах СЗ, С4 появляется напряжение порядка 1120 В, вполне достаточное для ионизации паров ртути внутри ЛДС EL1. Но как только ионизация началась, напряжение на конденсаторах СЗ, С4 снижается с 1120 до 100...120 В, а на токоограничительном резисторе R1 падает примерно до 25...27 В.
Важно, что бумажные (или даже электролитические оксидные) конденсаторы С1 и С2 должны быть рассчитаны на номинальное (рабочее) напряжение не менее 400 В, а слюдяные конденсаторы СЗ и С4 - 750 В и более. Мощный токоограничительный резистор R1 лучше всего заменить 127-вольтовой лампочкой накаливания. Сопротивление резистора R1, его мощность рассеяния, а также подходящие по мощности 127-вольтовые лампы (их следует соединять параллельно) указаны в таблице. Здесь же приведены данные по рекомендуемым диодам VD1-VD4 и емкости конденсаторов С1-С4 для ЛДС нужной мощности.
Если взамен сильно нагревающегося резистора R1 использовать 127-вольтовую лампу, ее нить накала станет едва-едва теплиться - температура нагрева нити (при напряжении 26 В) не достигает и 300ºС (темно-коричневый цвет каления, неразличимый глазом даже в полной темноте). Из-за этого 127-вольтовые лампы здесь способны служить едва ли не вечно. Повредить их можно лишь чисто механически, скажем, разбив невзначай стеклянную колбу или «стряхнув» тоненький волосок спирали. Еще меньше нагревались бы 220-вольтовые лампы, но их мощность придется брать чрезмерно большой. Дело в том, что она должна превышать мощность ЛДС приблизительно в 8 раз!

Невзирая на появление более «продвинутых» светодиодных ламп, приборы дневного света продолжают пользоваться спросом благодаря доступной цене. Но есть одна загвоздка: их нельзя просто включить в розетку и зажечь, если не поставить парочку дополнительных элементов. Электрическая схема подключения люминесцентных ламп, куда входят эти детали, довольно проста и служит для запуска светильников данного типа. Вы без проблем сможете собрать ее самостоятельно после прочтения нашего материала.

Устройство и особенности работы лампы

Возникает вопрос, зачем для включения подобных лампочек нужно собирать какую-то схему. Чтобы на него ответить, стоит разобрать их принцип действия. Итак, люминесцентные (иначе – газоразрядные) лампы состоят из следующих элементов:

Стеклянная колба, чьи стенки покрыты изнутри веществом на основе фосфора. Этот слой выделяет равномерное белое свечение при попадании на него ультрафиолетового излучения и носит название люминофора.
По бокам колбы установлены герметичные торцевые цоколи с двумя электродами каждая. Внутри контакты соединены вольфрамовой нитью накала, покрытой специальной защитной пастой.
Источник дневного света наполнен инертным газом вперемешку с парами ртути.

Справка. Стеклянные колбы бывают прямые и выгнутые в форме латинской «U». Изгиб делается для того, чтобы сгруппировать подключаемые контакты с одной стороны и таким образом добиться большей компактности (пример – широко применяющиеся лампочки – экономки).

Свечение люминофора вызывает поток электронов, проходящий сквозь пары ртути в среде аргона. Но вначале между двумя нитями накала должен возникнуть устойчивый тлеющий разряд. Для этого требуется кратковременный импульс высокого напряжения (до 600 В). Чтобы его создать при включении светильника, как раз и нужны вышеупомянутые детали, подключенные по определенной схеме. Техническое название устройства - балласт или пускорегулирующая аппаратура (ПРА).

В экономках ПРА уже встроена в цоколь

Традиционная схема с электромагнитным балластом

В данном случае ключевую роль играет катушка с сердечником – дроссель, который благодаря явлению самоиндукции способен обеспечить импульс требуемой величины для создания тлеющего разряда в люминесцентной лампе. Как ее подключить к питанию через дроссель, изображено на схеме:

Второй элемент ПРА – это стартер, представляющий собой цилиндрическую коробочку с конденсатором и маленькой неоновой лампочкой внутри. Последняя снабжена биметаллической пластиной и действует как прерыватель цепи. Подключение через электромагнитный балласт работает по такому алгоритму:

После замыкания контактов главного выключателя ток проходит дроссель, первую спираль накала лампы и стартер, а возвращается через вторую вольфрамовую нить.
Биметаллическая пластина в стартере разогревается и замыкает цепь напрямую. Возрастает ток, отчего начинают накаляться вольфрамовые нити.
После охлаждения пластина принимает первоначальную форму и снова размыкает контакты. В этот момент в дросселе и образуется импульс высокого напряжения, вызывающий разряд в лампе. Дальше для поддержания свечения хватает 220 В, поступающих из электросети.

Так выглядит начинка стартера — всего 2 детали

Справка. Принцип подключения с дросселем и конденсатором похож на систему автомобильного зажигания, где мощная искра на свечах проскакивает в момент разрыва цепи высоковольтной катушки.

Конденсатор, установленный в стартере и присоединенный параллельно биметаллическому прерывателю, выполняет 2 функции: продлевает действие высоковольтного импульса и служит защитой от радиопомех. Если же необходимо подключить 2 люминесцентных лампы, то одной катушки будет достаточно, а вот стартеров потребуется два, как показано на схеме.

Подробнее о работе газоразрядных лампочек с ПРА рассказано в видеоролике:

Электронная система включения

Электромагнитный балласт постепенно вытесняется новой электронной системой ЭПРА, лишенной таких недостатков:

длительный запуск лампы (до 3 секунд);
треск или щелчки во время включения;
нестабильная работа при температуре воздуха ниже +10 °С;
мерцание низкой частоты, пагубно влияющее на зрение человека (так называемый эффект стробоскопа).

Справка. Установка источников дневного света запрещена на производственном оборудовании с вращающимися деталями именно из-за эффекта стробоскопа. При таком освещении происходит обман зрения: рабочему кажется, что шпиндель станка неподвижен, а на самом деле он крутится. Отсюда – несчастные случаи на производстве.

ЭПРА представляет собой единый блок с контактами для присоединения проводов. Внутри стоит электронная плата преобразователя частоты с трансформатором, заменяющая устаревшую ПРА электромагнитного типа. Схемы подключения люминесцентных ламп с электронным балластом обычно изображаются на корпусе блока. Здесь все просто: на клеммах стоят обозначения, куда подсоединить фазу, ноль и заземление, а также провода от светильника.

Запуск лампочек без стартера

Эта деталь электромагнитного балласта выходит из строя довольно часто, а в запасе не всегда есть новая. Чтобы и дальше пользоваться источником дневного света, можно вместо стартера поставить ручной прерыватель – кнопку, как это продемонстрировано на схеме:

Суть в том, чтобы вручную имитировать работу биметаллической пластины: сначала замкнуть цепь, обождать 3 секунды, пока прогреются нити лампы, а потом разомкнуть. Здесь важно правильно подобрать кнопку под напряжение 220 В, чтобы вас не ударило током (подойдет от обычного дверного звонка).

В процессе эксплуатации люминесцентной лампы покрытие вольфрамовых нитей постепенно осыпается, отчего они могут сгореть. Явление характеризуется почернением краевых зон около электродов и говорит о том, что светильник скоро выйдет из строя. Но даже с перегоревшими спиралями изделие остается работоспособным, только его надо подключить к электросети по такой схеме:

При желании газоразрядный источник света можно зажечь без дросселей и конденсаторов, используя готовую мини-плату от сгоревшей энергосберегающей лампочки, работающей по такому же принципу. Как это сделать, показано в следующем видео.

Предлагаем два варианта подключения люминисцентных ламп, без использования дросселя.

Вариант 1.

Все люминесцентные светильники, работающие от сети переменного тока (кроме светильников с высокочастотными преобразователями), излучают пульсирующий (с частотой 100 пульсаций в секунду) световой поток. Это действует утомляюще на зрение людей, искажает восприятие вращающихся узлов в механизмах.
Предлагаемый светильник собран по общеизвестной схеме электропитания люминесцентной лампы выпрямленным током, отличающейся введением в нее конденсатора большой емкости марки К50-7 для сглаживания пульсаций.

При нажатии на общую клавишу (см. схему 1) срабатывает кнопочный выключатель 5В1, подсоединяющий светильник к электросети, и кнопка 5В2, замыкающая своими контактами цепь накала люминесцентной лампы ЛД40. При отпускании клавиш выключатель 5В1 остается включенным, а кнопка SВ2 размыкает свои контакты, и от возникающей ЭДС самоиндукции лампа зажигается. При вторичном нажатии на клавишу выключатель SВ1 размыкает свои контакты, и светильник гаснет.

Описание включающего устройства не привожу из-за его простоты. Для равномерного износа нитей накала лампы полярность ее включения следует менять примерно через 6000 часов работы.Световой поток, излучаемый светильником, практически не имеет пульсаций.

Схема 1. Подключения люминисцентной лампы с перегоревшей нитью (вариант 1.)

В таком светильнике можно применять даже лампы с одной перегоревшей нитью. Для этого ее выводы замыкают на цоколе пружинкой из тонкой стальной струны, и лампа вставляется в светильник так, чтобы на замкнутые ножки поступал «плюс» выпрямленного напряжения (верхняя нить на схеме).
Вместо конденсатора марки КСО-12 на 10000 пф, 1000 В может быть использован конденсатор из вышедшего из строя стартера для ЛДС.

Вариант 2.

Основная причина выхода из строя люминесцентных ламп та же, что и ламп накаливания — перегорание нити накала. Для стандартного светильника люминесцентная лампа с такого рода неисправностью, конечно же, непригодна, и ее приходится выбрасывать. Между тем по другим параметрам ресурс лампы с перегоревшей нитью накала часто остается далеко не выработанным.
Одним из способов «реанимации» люминесцентных ламп является применение холодного (мгновенного) зажигания. Для этого хотя бы один из катодов должен об-
ладать эмиссионной активностью (см. схему, реализующую указанный способ).

Устройство представляет собой диодно-конденсаторный умножитель с кратностью 4(см.схему 2). Нагрузкой служит цепь из последовательно соединенных газоразрядной лампы и лампы накаливания. Их мощности одинаковы (40 Вт), номинальные напряжения питания также близки по величине (соответственно 103 и 127 В). Вначале при подаче переменного напряжения сети 220 В устройство работает как умножитель. В результате к лампе оказывается приложенным высокое напряжение, которое и обеспечивает «холодное» зажигание.

Схема 2. Еще один вариант подключения люминисцентной лампы с перегоревшей нитью.

После возникновения устойчивого тлеющего разряда устройство переходит в режим двухполупериодного выпрямителя, нагруженного активным сопротивлением. Эффективное напряжение на выходе мостовой схемы практически равно сетевому. Оно распределяется между лампами Е1.1 и Е1.2. Лампа накаливания выполняет функцию токоограничивающего резистора (балласта) и вместе с тем она используется как осветительная, что повышает КПД установки.

Заметим, что люминесцентная лампа представляет фактически своего рода мощный стабилитрон, так что изменения величины питающего напряжения сказываются главным образом на свечении (яркости) лампы накаливания. Поэтому, когда напряжение сети отличается повышенной нестабильностью, лампу Е1_2 нужно взять мощностью 100 Вт на напряжение 220 В.
Совместное применение двух разнотипных источников света, взаимодополняющих друг друга, приводит к улучшению светотехнических характеристик: уменьшаются пульсации светового потока, спектральный состав излучения ближе к естественному.

Устройство не исключает возможности использования в качестве балласта и типового дросселя. Его включают последовательно на входе диодного моста, например, в разрыв цепи вместо предохранителя. При замене диодов Д226 на более мощные — серии КД202 или блоки КД205 и КЦ402 (КЦ405) умножитель позволяет питать люминесцентные лампы мощностью 65 и 80 Вт.

Правильно собранное устройство не требует наладки. В случае нечеткого зажигания тлеющего разряда либо при отсутствии такового вообще при номинальном сетевом напряжении следует изменить полярность подсоединения люминесцентной лампы. Предварительно необходимо произвести отбор перегоревших ламп для выявления возможности работать в данном светильнике.

Недавно посмотрел на целую коробку сгоревших энергосберегающих ламп, в основном с хорошей электроникой, но перегоревшими нитями накала люминисцентной лампы, и подумал – надо куда-то всё это добро применить. Как известно, ЛДС со сгоревшими нитями накала надо питать выпрямленным током сети с использованием бесстартерного устройства запуска. При этом нити накала лампы шунтируют перемычкой и на который подают высокое напряжение для включения лампы. Происходит мгновенное холодное зажигание лампы, резким повышением напряжения на ней, при пуске без предварительного подогрева электродов.

И хотя зажигание с холодными электродами является для более тяжелым режимом, чем включение обычным образом, этот метод позволяет ещё долгое время использовать люминисцентную лампу для освещения. Как известно, зажигание лампы с холодными электродами требует повышенного напряжения до 400...600 В. Реализуется это простым выпрямителем, напряжение выхода которого будет почти в два раза выше входного сетевого 220В. В качестве балласта устанавливается обычная маломощная лампочка накаливания, и хотя использование лампы вместо дросселя снижает экономичность такого светильника, если использовать лампы накаливания на напряжение 127 В и её включить в цепь постоянного тока последовательно с лампой, то будем иметь достаточную яркость.

Диоды любые выпрямительные, на напряжение от 400В и ток 1А, можно и советские коричневые КЦ-шки. Конденсаторы так-же с рабочим напряжением не менее 400В.

Данное устройство работает как удвоитель напряжения, выходное напряжение которого приложено к катоду - аноду ЛДС. После зажигания лампы устройство переходит в режим двуполупе-риодного выпрямления с активной нагрузкой и напряжение одинаково распределено между лампами EL1 и EL2, что справедливо для ЛДС мощностью 30 - 80 Вт, имеющих рабочее напряжение в среднем около 100 В. При таком включении схемы, световой поток лампы накаливания будет составлять примерно четверть от потока ЛДС.

Для люминисцентной лампоы мощностью 40 Вт необходима лампа накаливания 60 Вт, 127 В. Ее световой поток составит 20 % от потока ЛДС. А для ЛДС мощностью 30 Вт можно применить две лампы накаливания на 127 В по 25 Вт каждая, включив их параллельно. Световой поток этих двух ламп накаливания - около 17 % светового потока ЛДС. Такое увеличение светового потока лампы накаливания в комбинированном светильнике объясняется тем, что они работают при напряжении, близком к номинальному, когда их световой поток приближается к 100 %. В то же время, при напряжении на лампе накаливания около 50 % от номинального, их световой поток составляет всего лишь 6,5 %, а потребляемая мощность - 34 % от номинальной.